JPH09202129A - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外気温度が低い場合においても安定した暖房
運転を行うことができる安価で信頼性に優れたデュアル
タイプの「自動車用空気調和装置」を提供する。 【解決手段】 取り入れられた内気を空気調和して第２
区画に供給する第２空気調和システムは、コンプレッサ
（２）から吐出された冷媒を、暖房運転時に、第１コン
デンサ（３）を迂回して第２コンデンサ（９）が直列に
接続された第２エバポレータ（７）に導入して循環させ
る第２冷媒ライン（Ｃ２）と、冷房運転時に、前記第１
コンデンサ（３）を経由して第３エバポレータ（８）に
導入して循環させる第３冷媒ライン（Ｃ３）とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、独立した空気調和
システムを併設したデュアルタイプの自動車用空気調和
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、一部の高級車やワゴン車等のいわ
ゆるワンボックスカーに、独立した空気調和システムを
併設したデュアルタイプの自動車用空気調和装置が搭載
されるようになっている。

【０００３】このタイプの自動車用空気調和装置は、例
えば、前席を対象に選択的に取り入れられた内外気を空
気調和する第１空気調和システムと、後席を対象に取り
入れられた内気を空気調和する第２空気調和システムと
を有している。そして、第１空気調和システムおよび第
２空気調和システムは、それぞれ、エンジンから供給さ
れる温水（エンジン冷却水）を、空気調和の昇温用の熱
源として使用するヒータコアを有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そのため、冬場の外気
温度が低い場合は、エンジン冷却水の熱量が不十分とな
りヒータコアの暖房性能不足になる可能性があり、例え
ば、希薄混合気燃焼（リーンバーン）エンジンタイプの
場合、利用可能なエンジンの冷却水の熱量が最初から少
ないため、特に問題となるおそれがある。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、外気温度が低い場合におい
ても安定した暖房運転を行うことができる安価で信頼性
に優れたデュアルタイプの自動車用空気調和装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、請求項毎に次のように構成される。

【０００７】請求項１に記載された本発明は、選択的に
取り入れられた内外気を空気調和して第１区画に供給す
る第１空気調和システムと、取り入れられた内気を空気
調和して第２区画に供給する第２空気調和システムとを
有する自動車用空気調和装置において、前記第１空気調
和システムは、膨張弁を備えた第１エバポレータとヒー
タコアとが、第１空気通路内の上流側から順に配置さ
れ、コンプレッサから吐出された冷媒を、冷房運転時
に、第１コンデンサを経由して前記第１エバポレータに
導入して循環させる第１冷媒ラインと、前記ヒータコア
にエンジンの冷却水を導入して循環させる温水ラインと
を有し、前記第２空気調和システムは、膨張弁を備えた
第２エバポレータと第２コンデンサとが、第２空気通路
内の上流側から順に配置され、前記コンプレッサから吐
出された冷媒を、暖房運転時に、前記第１コンデンサを
迂回して前記第２コンデンサが直列に接続された前記第
２エバポレータに導入して循環させる第２冷媒ラインを
有する。

【０００８】このように特定された発明にあっては、第
２空気調和システムは、暖房運転時に、コンプレッサか
ら吐出された冷媒を空気調和の昇温用の熱源として使用
することが可能となる。また、第２冷媒ラインは、暖房
専用であるため、制御が容易である。

【０００９】請求項２に記載の発明は、上記請求項１に
記載の自動車用空気調和装置において、前記第２空気調
和システムは、膨張弁を備えた第３エバポレータが配置
され、取り入れられた内気を空気調和して第２区画に供
給する第３空気通路と、前記コンプレッサから吐出され
た冷媒を、冷房運転時に、前記第１コンデンサを経由し
て前記第３エバポレータに導入して循環させる第３冷媒
ラインとを有することを特徴とする。

【００１０】このように特定された発明にあっては、第
２空気調和システムは、冷房運転時に、コンプレッサか
ら吐出された冷媒を空気調和の冷却用の熱源として使用
することが可能となる。また、第３冷媒ラインは冷房専
用であるため、制御が容易である。

【００１１】請求項３に記載の発明は、上記請求項１又
は請求項２に記載の自動車用空気調和装置において、前
記第１コンデンサに滞留した冷媒を、少なくとも暖房運
転時に、前記コンプレッサの吸入側に戻す冷媒回収ライ
ンを有することを特徴とする。

【００１２】このように特定された発明にあっては、第
１コンデンサに滞留する冷媒を削減することが可能とな
る。

【００１３】請求項４に記載の発明は、上記請求項３に
記載の自動車用空気調和装置において、前記コンプレッ
サと前記第１コンデンサとの配管途中に、前記第２冷媒
ラインと前記冷媒回収ラインとが連結された流路切換手
段を有し、当該流路切換手段により、冷房運転時には、
前記コンプレッサと前記第１コンデンサとを連通させ、
暖房運転時には、前記コンプレッサと前記第２コンデン
サとを連通させる一方、前記第１コンデンサと前記冷媒
回収ラインを連通させることを特徴とする。

【００１４】このように特定された発明にあっては、運
転条件を変更する場合、単一の流路切換手段により、冷
媒流路を切り換えることが可能のため、制御が容易であ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。

【００１６】図１は、本発明に係る自動車用空気調和装
置の実施の形態を示す概略構成図、図２は、図１の自動
車用空気調和装置の冷房運転を説明するための概略構成
図、図３は、図１の自動車用空気調和装置の暖房運転を
説明するための概略構成図、図４は、本発明に係る自動
車用空気調和装置の別の実施の形態を示す概略構成図で
ある。なお、矢印は冷媒および温水の循環する向きを表
し、実線は冷媒ライン、破線は温水ラインを示してい
る。

【００１７】本発明に係る自動車用空気調和装置は、選
択的に取り入れられた内外気を空気調和して第１区画で
ある前席に供給する第１空気調和システムと、取り入れ
られた内気を空気調和して第２区画である後席に供給す
る第２空気調和システムとを有している。

【００１８】図１に示す実施の形態では、第１空気調和
システムは、第１冷媒ラインＣ１と温水ラインＨ１とを
有し、第２空気調和システムは、第２冷媒ラインＣ２と
第３冷媒ラインＣ３とを有し、また、冷媒回収ラインＣ
４が設けられている。

【００１９】第１空気調和システムの第１冷媒ラインＣ
１は、コンプレッサ２から吐出された冷媒を、冷房運転
時に、第１コンデンサ３およびリキッドタンク４を経由
して、膨張弁１３を備えた第１エバポレータ６に導入し
て循環させるために設けられている。温水ラインＨ１
は、ヒータコア５にエンジンの冷却水を導入して循環さ
せるために設けられている。なお、第１エバポレータ６
とヒータコア５とは、車体前方下部に設けられた第１空
気通路内の上流側から順に配置されている。温水ライン
Ｈ１には、流量調整用の開閉弁１６がヒータコア５の入
口側配管に設けられている。

【００２０】第２空気調和システムの第２冷媒ラインＣ
２は、コンプレッサ２から吐出された冷媒を、暖房運転
時に、第１コンデンサ３を迂回して、第２コンデンサ９
が直列に接続され膨張弁１４を備えた第２エバポレータ
７に、導入して循環させるために設けられている。ま
た、第２冷媒ラインＣ２は、第１エバポレータ６とコン
プレッサ２との配管途中に設けられた３方コネクタ２０
を経由して、第１冷媒ラインＣ１に合流している。

【００２１】なお、第２エバポレータ７と第２コンデン
サ９とは、車体後方下部に設けられた第２空気通路内の
上流側から順に配置されている。また、第２コンデンサ
９と第２エバポレータ７の膨張弁１４との間の配管途中
には、リキッドタンク１０が設けられている。

【００２２】第２空気調和システムの第３冷媒ラインＣ
３は、コンプレッサ２から吐出された冷媒を、冷房運転
時に、第１コンデンサ３を経由して、膨張弁１５を備え
た第３エバポレータ８に導入して循環させるために設け
られている。また、第３冷媒ラインＣ３は、第１コンデ
ンサ３に接続されているリキッドタンク４と第１エバポ
レータ６の膨張弁１３との配管途中に設けられた３方コ
ネクタ１８と、コンプレッサ２と第１エバポレータ６と
の配管途中に設けられた３方コネクタ２１とを介し、第
１冷媒ラインＣ１から並列に分離して構成されている。

【００２３】なお、第３エバポレータ８は、車体天井部
に設けられた第３空気通路に配置されている。また、３
方コネクタ１８と第３エバポレータ８の膨張弁１５との
配管途中には、電磁弁１２が設けられている。

【００２４】したがって、第２空気調和システムは、暖
房運転時に、コンプレッサから吐出された冷媒を空気調
和の昇温用の熱源として使用すること、および、冷房運
転時に、コンプレッサから吐出された冷媒を空気調和の
冷却用の熱源として使用することが可能となる。そのた
め、エンジン冷却水の利用可能な熱量が少なくなる、外
気温度が低い冬場であっても、暖房性能不足になる可能
性が減少し、安定した暖房運転を可能とする。さらに、
運転条件に対応させた専用の冷媒循環ラインを有してい
るため、制御が容易であり、制御部品を削減できるた
め、安価でありながらシステムの信頼性に優れた装置と
なる。

【００２５】また、冷媒回収ラインＣ４は、第１コンデ
ンサ３に滞留した冷媒を、少なくとも暖房運転時に、コ
ンプレッサ２の吸入側に戻すために設けられている。な
お、冷媒回収ラインＣ４は、配管途中に電磁弁１７が設
けられており、また、３方コネクタ１９を経由し、コン
プレッサ２と第２エバポレータ７との配管途中に接続さ
れている。

【００２６】したがって、第１コンデンサに滞留する冷
媒を削減することが可能であるため、暖房運転時におい
て、循環冷媒量の不足による暖房性能の低下や潤滑性の
低下を抑制し、安定した暖房運転を可能とする。

【００２７】また、コンプレッサ２と第１コンデンサ３
との配管途中に、第２冷媒ラインＣ２と冷媒回収ライン
Ｃ４とが連結された流路切換手段である四方弁１１を有
している。

【００２８】この四方弁１１は、冷房運転時には、コン
プレッサ２と第１コンデンサ３とを連通させて第１冷媒
ラインＣ１及び第３冷媒ラインＣ３を機能させ、暖房運
転時には、コンプレッサ２と第２コンデンサ９とを連通
させて第２冷媒ラインＣ２のみを機能させるために設け
られている。また、冷房運転から暖房運転に切り替える
場合は、第１コンデンサ３と冷媒回収ラインＣ４とを連
通させるために設けられている。

【００２９】つまり、運転条件を変更する場合、単一の
流路切換手段により、冷媒流路を切り換えることが可能
のため、制御が容易である。そのため、制御部品を削減
できるため、安価でシステムの信頼性に優れた装置とな
る。

【００３０】次に、冷房運転時の冷媒および温水（エン
ジン冷却水）の流れを、図２を使用し説明する。

【００３１】冷媒に関しては、四方弁１１により、コン
プレッサ２と第１コンデンサ３とを連通させると共に第
３冷媒ラインＣ３の電磁弁１２を開に設定し、第１冷媒
ラインＣ１および第３冷媒ラインＣ３を機能させる。な
お、冷媒が循環していない第２冷媒ラインＣ２および冷
媒回収ラインＣ４は、一点鎖線で示している。

【００３２】つまり、コンプレッサ２で圧縮された冷媒
は、四方弁１１を通過し第１コンデンサ３に導入され、
高圧気体である冷媒は凝縮し放熱することで外気と熱交
換を行う。リキッドタンク４を通過した冷媒は、３方コ
ネクタ１８により分岐され、一部は後述の第３冷媒ライ
ンＣ３に導入されると共に、残部は、膨張弁１３で絞ら
れ、第１エバポレータ６で蒸発し吸熱することで熱交換
を行って通過している空気を冷却する。そして、３方コ
ネクタ２１を経由し、後述の第３冷媒ラインＣ３からの
冷媒と合流し、コンプレッサ２に再び導入され循環させ
られる。

【００３３】３方コネクタ１８により分岐されて第３冷
媒ラインＣ３に導入された冷媒は、電磁弁１２を経由
し、膨張弁１５で絞られ、第３エバポレータ８で蒸発し
吸熱することで熱交換を行って通過している空気を冷却
する。そして、３方コネクタ２１を経由し、前述の第１
冷媒ラインＣ１からの冷媒と合流し、コンプレッサ２に
再び導入され循環させられる。

【００３４】一方、温水に関しては、開閉弁１６を開に
設定し、温水ラインＨ１が機能している。

【００３５】その結果、前席用の第１空気通路では、内
外気から選択的に取り入れられた空気は、第１エバポレ
ータ６で冷却されて除湿され、ヒータコア５で昇温さ
れ、ヒータコア５を通過しなかった冷風と混合され、目
標温風温度に空気調和され、車室内に吹き出される。

【００３６】また、車体天井部に設けられた第３空気通
路では、図示していないファンによって取り入れられた
内気は、第３エバポレータ８を通過する際に、膨張弁１
５を経由し膨張する冷媒と熱交換を行うことにより冷却
されて、目標冷風温度にされ、車室内に吹き出される。

【００３７】次に、暖房運転時の冷媒および温水（エン
ジン冷却水）の流れを、図３を使用し説明する。

【００３８】冷媒に関しては、コンプレッサ２と第２コ
ンデンサ９とを連通させると共に第１コンデンサ３と冷
媒回収ラインＣ４とを連通させ、第２冷媒ラインＣ２お
よび冷媒回収ラインＣ４を機能させる。なお、冷媒が循
環していない第１冷媒ラインＣ１および第３冷媒ライン
Ｃ３は、一点鎖線で示している。

【００３９】ただし、冷媒回収ラインＣ４を機能させる
のは、冷房運転から暖房運転に切り替える際、例えば、
暖房運転を開始してから約９０秒程度の期間であり、第
１コンデンサ３に滞留した冷媒を回収し、循環冷媒量の
不足による暖房性能の低下や潤滑性の低下を抑制し、安
定した暖房運転を確実なものとする。また、冷房運転お
よび暖房運転ともに、冷媒ライン内を流れる冷媒量に差
が出ることが少なくなるため、冷媒封入量の管理を容易
に行うことも可能になる。

【００４０】第２冷媒ラインＣ２では、コンプレッサ２
で圧縮された冷媒は、第１コンデンサ３を迂回して、第
２コンデンサ９で凝縮し放熱することで熱交換を行って
通過している空気を昇温する。リキッドタンク１０を通
過した冷媒は、膨張弁１４で絞られ、第２エバポレータ
７で蒸発し吸熱することで熱交換を行って通過している
空気を冷却し、３方コネクタ２０を経由しコンプレッサ
２に再び導入され循環している。

【００４１】一方、温水に関しては、開閉弁１６を開に
設定し、温水ラインＨ１が機能している。

【００４２】つまり、エンジン１から供給された温水
（エンジン冷却水）は、ヒータコア５に供給され、熱交
換を行って通過している空気を昇温し、そして、エンジ
ン１に再び導入され循環している。

【００４３】その結果、前席用の第１空気通路では、第
１エバポレータ６が機能しないため、内外気から選択的
に取り入れられた空気は、冷却されて除湿されることな
くヒータコア５で昇温され、ヒータコア５を通過しなか
った冷風と混合され、目標温風温度に空気調和され、車
室内に吹き出される。

【００４４】一方、後席用の第２空気通路では、図示し
ていないファンによって取り入れられた内気は、第２エ
バポレータ７を通過する際に、冷媒と熱交換を行うこと
により冷却されて除湿され、第２コンデンサ９を通過す
る際に、冷媒と熱交換を行うことにより昇温され、第２
コンデンサ９を通過しなかった冷風と混合され、目標温
風温度に空気調和され、車室内に吹き出される。

【００４５】なお、３方コネクタ１９，２０，２１は、
図示の構成に限定されるものではなく、例えば、コンプ
レッサ２と３方コネクタ２０の配管途中に設けられてい
る３方コネクタ１９を、第２エバポレータと３方コネク
タ２０との配管途中に配置することも可能である。第２
エバポレータと３方コネクタ２０との配管途中に設けら
れている３方コネクタ２１を、第２エバポレータと３方
コネクタ２０との配管途中に配置することも可能であ
る。

【００４６】また、第１空気調和システムの有する冷房
能力が十分ある場合は、図４に示すように、第２空気調
和システムの冷房専用の第３冷媒ラインＣ３を省略し、
第１空気調和システムにより、第２区画を間接的に冷房
させることも可能である。

【００４７】つまりこの場合は、３方コネクタ１８、電
磁弁１２、膨張弁１５を備えた第３エバポレータ８、お
よび３方コネクタ２１が不要となるため、制御が容易に
なると共に、大幅に安価な装置となる。

【００４８】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変す
ることができる。

【００４９】例えば、上述した実施の形態では、３方コ
ネクタを使用して冷媒ラインの配管類を共有化している
が、冷媒ライン相互の独立性を高めて組立を容易にする
ために、３方コネクタを削減することも可能である。ま
た、３方コネクタと電磁弁を組み合わせることにより四
方弁を構成することも可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、それ
ぞれの請求項に記載された構成によって、次のような効
果が得られることになる。

【００５１】請求項１に記載の発明では、第２空気調和
システムは、暖房運転時に、コンプレッサから吐出され
た冷媒を空気調和の昇温用の熱源として使用することが
可能となる。したがって、利用可能なエンジンの冷却水
の熱量が少ない、外気温度が低い冬場であっても、暖房
性能不足になる可能性が少なくなり、安定した暖房運転
を可能とする。

【００５２】また、第２冷媒ラインは、暖房専用である
ため、制御が容易であり、制御部品を削減できるため、
安価でシステムの信頼性に優れた装置となる。

【００５３】請求項２に記載の発明では、第２空気調和
システムは、冷房運転時に、コンプレッサから吐出され
た冷媒を空気調和の冷却用の熱源として使用することが
できるため、第２空気調和システムでの冷房運転を可能
とする。また、第３冷媒ラインは、冷房専用であるた
め、制御が容易であり、制御部品を削減できるため、安
価でシステムの信頼性に優れた装置となる。

【００５４】請求項３に記載の発明では、第１コンデン
サに滞留する冷媒を削減することが可能であるため、暖
房運転時において、循環冷媒量の不足による暖房性能の
低下や潤滑性の低下を抑制し、安定した暖房運転を可能
とする。

【００５５】請求項４に記載の発明では、運転条件を変
更する場合、単一の流路切換手段により、冷媒流路を切
り換えることが可能のため、制御が容易であり、制御部
品を削減できるため、安価でシステムの信頼性に優れた
装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る自動車用空気調和装置の実施の
形態を示す概略構成図である。

【図２】 図１の自動車用空気調和装置の冷房運転を説
明するための概略構成図である。

【図３】 図１の自動車用空気調和装置の暖房運転を説
明するための概略構成図である。

【図４】 本発明に係る自動車用空気調和装置の別の実
施の形態を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１…エンジン、 ２…コンプレッサ、 ３…第１コンデンサ、 ５…ヒータコア、 ６…第１エバポレータ、 ７…第２エバポレータ、 ８…第３エバポレータ、 ９…第２コンデンサ、 １１…四方弁、 １７…電磁弁、 Ｃ１…第１冷媒ライン、 Ｃ２…第２冷媒ライン、 Ｃ３…第３冷媒ライン、 Ｃ４…冷媒回収ライン、 Ｈ１…温水ライン。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 選択的に取り入れられた内外気を空気調
   和して第１区画に供給する第１空気調和システムと、取
   り入れられた内気を空気調和して第２区画に供給する第
   ２空気調和システムとを有する自動車用空気調和装置に
   おいて、 前記第１空気調和システムは、 膨張弁（１３）を備えた第１エバポレータ（６）とヒー
   タコア（５）とが、第１空気通路内の上流側から順に配
   置され、コンプレッサ（２）から吐出された冷媒を、冷
   房運転時に、第１コンデンサ（３）を経由して前記第１
   エバポレータ（６）に導入して循環させる第１冷媒ライ
   ン（Ｃ１）と、前記ヒータコア（５）にエンジンの冷却
   水を導入して循環させる温水ライン（Ｈ１）とを有し、 前記第２空気調和システムは、 膨張弁（１４）を備えた第２エバポレータ（７）と第２
   コンデンサ（９）とが、第２空気通路内の上流側から順
   に配置され、前記コンプレッサ（２）から吐出された冷
   媒を、暖房運転時に、前記第１コンデンサ（３）を迂回
   して前記第２コンデンサ（９）が直列に接続された前記
   第２エバポレータ（７）に導入して循環させる第２冷媒
   ライン（Ｃ２）を有することを特徴とする自動車用空気
   調和装置。
2. 【請求項２】 前記第２空気調和システムは、 膨張弁（１５）を備えた第３エバポレータ（８）が配置
   され、取り入れられた内気を空気調和して第２区画に供
   給する第３空気通路と、 前記コンプレッサ（２）から吐出された冷媒を、冷房運
   転時に、前記第１コンデンサ（３）を経由して前記第３
   エバポレータ（８）に導入して循環させる第３冷媒ライ
   ン（Ｃ３）とを有することを特徴とする請求項１に記載
   の自動車用空気調和装置。
3. 【請求項３】 前記第１コンデンサ（３）に滞留した冷
   媒を、少なくとも暖房運転時に、前記コンプレッサ
   （２）の吸入側に戻す冷媒回収ライン（Ｃ４）を有する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動車
   用空気調和装置。
4. 【請求項４】 前記コンプレッサ（２）と前記第１コン
   デンサ（３）との配管途中に、前記第２冷媒ライン（Ｃ
   ２）と前記冷媒回収ライン（Ｃ４）とが連結された流路
   切換手段（１１）を有し、 当該流路切換手段（１１）により、冷房運転時には、前
   記コンプレッサ（２）と前記第１コンデンサ（３）とを
   連通させ、暖房運転時には、前記コンプレッサ（２）と
   前記第２コンデンサ（９）とを連通させる一方、前記第
   １コンデンサ（３）と前記冷媒回収ライン（Ｃ４）を連
   通させることを特徴とする請求項３に記載の自動車用空
   気調和装置。